C#.NET隐式和显式接口方法实现幕后发生的故事

在C#中,一个类型加载到CLR中,会为该类型创建并初始化一个方法表(读者可自行搜索 CLR的执行模型)。在这个方法表中,类型引入的每个新方法都有一条对应的纪录项。以及该类型继承的所有虚方法添加了记录项。继承的虚方法既有父类定义的方法,也有接口定义。例如:

interface IParent
{
void Test();
}
class Children : IParent
{
public void Test()
{
Console.WriteLine("Children Method");
}
}

那么方法表中将包含与以下方法对应的纪录项:

Object（隐式继承的基类）定义的所有虚实例方法。

IParent（继承接口的方法Test）

Children中的新方法Test

(关于内存中的方法,可参考这篇文章:http://blog.csdn.net/u010533180/article/details/52709684)

为了简化编程,C# 编译器假定Children 引入的Test 方法是对IParent的Test的方法的实现。C#编译器之所以这样做出假定,是因为Test方法的可访问性是public,而且接口方法的签名和新引入的方法完全一致。也就是说两个方法具有相同的参数和返回类型。如果新的Test方法被标记为virtual,C#编译器仍会认为该方法匹配与接口方法。

C#编译器将一个新的方法和一个接口方法匹配起来之后,会生成元数据,指明Children类型方法表中的两个纪录项应引用同一个实现。为了更清楚的理解这一点,下面用代码演示调用Test方法:

public static void Main()
{
Children children = new Children();
children.Test();
IParent par = children;
par.Test();
}

在第一个Test方法调用中,Children定义的Test方法被调用。然后定义一个IParent接口类型的变量par,对应的引用为Children对象。然后再调用Test方法时,是调用的IParent接口的Test方法。由于C#要求公共的Test方法还必须是IParent的Test方法的实现,所以会执行相同的代码,输出相同的结果。

输出的结果都为:

Children Method
Children Method

现在修改一下接口方法的实现:再来看一下结果

  interface IParent
{
void Test();
}
class Children : IParent
{
public void Test()
{
Console.WriteLine("Children Method");
}
void IParent.Test()
{
Console.WriteLine("IParent Method");
}
}
public static void Main()
{
Children children = new Children();
children.Test();
IParent par = children;
par.Test();
}

输出的结果为:

Children Method
IParent Method

在C#中将定义方法的那个接口的名称作为方法名的前缀,例如上面的IParent.Test,创建的就是一个显式接口方法实现(Explicit Interface Method Implementation ,EIMI)。注意,在C#中定义一个显式接口方法时,不允许指定可访问性(public或者private等)。否则编译器汇报错误,例如下图


但是编译器生成方法的元数据时,其可访问性会被自动设为private,防止其它代码在使用类的实例时直接调用接口方法。要调用接口方法,只能通过接口类型的一个变量来进行。还要注意,一个EIMI方法不能标记为virtual,所以它不能被重写。这是因为EIMI方法并非真的是类型对象模型的一部分,它是将一个接口(一组行为或者方法)连接到一个类型上,同时避免公开行为/方法的一种方式。这也同样解释了把鼠标放在接口上时为什么会有两种方法的实现。



当然出现上述图片时 也有可能多个接口具有相同的方法名称,这时必须显式实现了。

参考来源:CLR VIA C# 第三版 第13章 13.5节。